CN110412040A - 一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢卷数据跟踪技术领域，公开了一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法，所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统包括：钢卷数据采集模块、中央控制模块、定位模块、钢卷缺陷判断模块、数据校正模块、数据同步模块、云存储模块、显示模块。本发明通过钢卷缺陷判断模块提升表面缺陷判断效率，降低人为因素对缺陷判断的影响；同时，通过数据同步模块可以同步需要同步的钢卷和各种无法同步的实际钢卷；对于钢卷数据相反这种情况，本发明可以快速的进行数据同步，并且避免了钢卷信息丢失的问题。

Description

一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法
技术领域
本发明属于钢卷数据跟踪技术领域，尤其涉及一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法。
背景技术
包装机组是冷轧生产的重要设备，为使产品最终准确满足客户需求，对产品在包装线上数据跟踪是关键。冷轧板卷(退火态)：是冷硬卷板在卷制前经过罩式退火得到的，退火后其加工硬化现象、内应力被消除(大大减落)，即屈服强度降低接近到冷轧前。冷轧板卷是以热轧卷为原料，在室温下在再结晶温度以下进行轧制而成，包括板和卷。其中成张交货的称为钢板，也称盒板或平板；长度很长、成卷交货的称为钢带，也称卷板。然而，现有钢卷表面缺陷判断的工作，主要由宝钢的质量专家团队依靠表面缺陷检测设备提供的图片、缺陷分类、描述等信息综合分析，通过人工经验及检化验手段判断完成；在整个判断过程中，缺乏对检测信息和生产信息系统应用；同时，实际钢卷数与对应的钢卷工艺参数不符，影响钢卷质量。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有钢卷表面缺陷判断的工作，主要由宝钢的质量专家团队依靠表面缺陷检测设备提供的图片、缺陷分类、描述等信息综合分析，通过人工经验及检化验手段判断完成；在整个判断过程中，缺乏对检测信息和生产信息系统应用；同时，实际钢卷数与对应的钢卷工艺参数不符，影响钢卷质量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法。
本发明是这样实现的，一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统包括：
钢卷数据采集模块、中央控制模块、定位模块、钢卷缺陷判断模块、数据校正模块、数据同步模块、云存储模块、显示模块；
钢卷数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
中央控制模块，与钢卷数据采集模块、定位模块、钢卷缺陷判断模块、数据校正模块、数据同步模块、云存储模块、显示模块连接，用于通过PLC控制器控制各个模块正常工作；
定位模块，与中央控制模块连接，用于通过北斗导航定位系统对包装机进行定位；
钢卷缺陷判断模块，与中央控制模块连接，用于通过判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
数据校正模块，与中央控制模块连接，用于通过校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
数据同步模块，与中央控制模块连接，用于通过同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
云存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的钢卷数据信息。
一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪方法包括以下步骤：
步骤一，通过钢卷数据采集模块利用数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
步骤二，中央控制模块通过定位模块利用北斗导航定位系统对包装机进行定位；
步骤三，通过钢卷缺陷判断模块利用判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
步骤四，通过数据校正模块利用校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
步骤五，通过数据同步模块利用同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
步骤六，通过云存储模块利用云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的钢卷数据信息。
进一步，所述钢卷缺陷判断模块判断方法如下：
(1)确定数据范围；确定待分析的机组，确定缺陷发生的时间范围，确定原始缺陷类型，确定缺陷发生面别；
(2)噪音数据过滤；过滤超过钢卷宽度范围的缺陷，过滤超过钢卷长度范围的缺陷，过滤卷号为空的卷；
(3)钢卷缺陷位置标准化：将缺陷在钢卷上的坐标，均转换为0至1之间，钢卷的长度和宽度均标准化为1；
(4)钢卷网格化：将钢卷划分为头部、尾部、传动侧、操作侧、中心线，及钢卷内部六个大的区域；
(5)通过数据探索确定各区域的划分范围；
(6)头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线集中度判断方法；
(7)网格区域缺陷分布判断；
(8)聚类分析。
进一步，所述步骤(5)中划分的范围包括头部区域：0<＝Y<＝0.05，尾部区域：0.95<＝Y<＝1，传动侧区域：0<＝X<＝0.1，操作侧区域：0.9<＝X<＝1，中心线区域：0.45<＝X<＝0.55，内部区域：0.1<X<0.9and0.05<Y<0.95。
进一步，所述步骤(6)中的判断方法包括区域划分和集中度判断，其中：
区域划分，头部、尾部：以0.1为步长，将头部、尾部区域平均分成10份；传动侧、操作侧、中心线：以0.05为步长，将传动侧、操作侧、中心线区域平均分成200份；
集中度判断，在分析中，对于区域划分得到的小格子，以其中格子内的缺陷个数、钢卷缺陷总数，作为每个格子的数值描述；数据抽样获得参考值，随机抽取50％的钢卷，分别计算头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线区域，每个格子的数值；分别求出各个区域中，每个格子的均值和方差；通过数据探索确定集中度判断规则；通过数据探索确定集中度判断规则采用头/尾部集中度判断规则，格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对头部、尾部有效格子数在十分之三以上的判断为集中；传动侧、操作侧集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对传动侧、操作侧有效格子数在二十分之三以上的判断为集中；中心线集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对中心线上有效格子数在二十分之三以上的判断为集中。
进一步，所述数据同步模块同步方法如下：
1)工艺参数处理程序将一批钢卷工艺参数下发到控制设备生产机构，并匹配到产线上的实际生产钢卷；
2)此时在钢卷生产中临时加入一新钢卷，实际生产钢卷还未生产，将所述新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置，完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步；
3)所述将新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置具体包括：
4)在工艺参数处理程序中创建一虚拟钢卷，将所述新钢卷的工艺参数赋值给所述虚拟钢卷；
5)所述完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步具体包括：
6)在计划下发程序中将所述加入新钢卷位置的工艺参数删除，工艺参数管理程序向计划下发模块请求删除的钢卷的工艺参数，则计划下发程序将所述新钢卷及其后面的实际生产钢卷的工艺参数重新下发给工艺参数处理程序；
7)工艺参数管理程序通过单卷同步方法进行钢卷同步，将计划下发的工艺参数按实际钢卷一一匹配。
进一步，所述单卷同步方法具体包括：
工艺参数处理程序将接收到的钢卷工艺参数依次传递给控制设备生产机构，达到工艺参数依次向后匹配一卷，第一个工艺参数赋值为所述新钢卷的工艺参数，第二个工艺参数赋值为所述新钢卷加入位置的原钢卷工艺参数，第三个工艺参数为所述原钢卷工艺参数的下一个钢卷工艺参数，以此类推，实现钢卷工艺参数与实际生产钢卷一一对应。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过钢卷缺陷判断模块完成了基于分布特征的钢卷表面缺陷量化描述，为表面缺陷分析增加了新的分析视角，完成了基于表面缺陷分布特征的缺陷分类；在多批次、跨机组的缺陷分析中为技术专家在回溯缺陷成因的过程提供数据支撑，从而提升表面缺陷判断效率，降低人为因素对缺陷判断的影响；同时，通过数据同步模块可以及时有效的将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步，无需停止生产，无需设备对实际钢卷进行吊运操作，通过在系统中进行几步操作就可完成。对于插入一卷新钢卷这种情况，本发明可以同步需要同步的钢卷和各种无法同步的实际钢卷；对于钢卷数据相反这种情况，本发明可以快速的进行数据同步，并且避免了钢卷信息丢失的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统结构框图。
图2中：1、钢卷数据采集模块；2、中央控制模块；3、定位模块；4、钢卷缺陷判断模块；5、数据校正模块；6、数据同步模块；7、云存储模块；8、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪方法包括以下步骤：
步骤S101，通过钢卷数据采集模块利用数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
步骤S102，中央控制模块通过定位模块利用北斗导航定位系统对包装机进行定位；
步骤S103，通过钢卷缺陷判断模块利用判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
步骤S104，通过数据校正模块利用校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
步骤S105，通过数据同步模块利用同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
步骤S106，通过云存储模块利用云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
步骤S107，通过显示模块利用显示器显示采集的钢卷数据信息。
如图2所示，本发明实施例提供的基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统包括：钢卷数据采集模块1、中央控制模块2、定位模块3、钢卷缺陷判断模块4、数据校正模块5、数据同步模块6、云存储模块7、显示模块8。
钢卷数据采集模块1，与中央控制模块2连接，用于通过数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
中央控制模块2，与钢卷数据采集模块1、定位模块3、钢卷缺陷判断模块4、数据校正模块5、数据同步模块6、云存储模块7、显示模块8连接，用于通过PLC控制器控制各个模块正常工作；
定位模块3，与中央控制模块2连接，用于通过北斗导航定位系统对包装机进行定位；
钢卷缺陷判断模块4，与中央控制模块2连接，用于通过判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
数据校正模块5，与中央控制模块2连接，用于通过校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
数据同步模块6，与中央控制模块2连接，用于通过同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
云存储模块7，与中央控制模块2连接，用于通过云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
显示模块8，与中央控制模块2连接，用于通过显示器显示采集的钢卷数据信息。
本发明提供的钢卷缺陷判断模块4判断方法如下：
(1)确定数据范围；确定待分析的机组，确定缺陷发生的时间范围，确定原始缺陷类型，确定缺陷发生面别；
(2)噪音数据过滤；过滤超过钢卷宽度范围的缺陷，过滤超过钢卷长度范围的缺陷，过滤卷号为空的卷；
(3)钢卷缺陷位置标准化：将缺陷在钢卷上的坐标，均转换为0至1之间，钢卷的长度和宽度均标准化为1；
(4)钢卷网格化：将钢卷划分为头部、尾部、传动侧、操作侧、中心线，及钢卷内部六个大的区域；
(5)通过数据探索确定各区域的划分范围；
(6)头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线集中度判断方法；
(7)网格区域缺陷分布判断；
(8)聚类分析。
本发明提供的步骤(5)中划分的范围包括头部区域：0<＝Y<＝0.05，尾部区域：0.95<＝Y<＝1，传动侧区域：0<＝X<＝0.1，操作侧区域：0.9<＝X<＝1，中心线区域：0.45<＝X<＝0.55，内部区域：0.1<X<0.9and0.05<Y<0.95。
本发明提供的步骤(6)中的判断方法包括区域划分和集中度判断，其中：
区域划分，头部、尾部：以0.1为步长，将头部、尾部区域平均分成10份；传动侧、操作侧、中心线：以0.05为步长，将传动侧、操作侧、中心线区域平均分成200份；
集中度判断，在分析中，对于区域划分得到的小格子，以其中格子内的缺陷个数、钢卷缺陷总数，作为每个格子的数值描述；数据抽样获得参考值，随机抽取50％的钢卷，分别计算头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线区域，每个格子的数值；分别求出各个区域中，每个格子的均值和方差；通过数据探索确定集中度判断规则；通过数据探索确定集中度判断规则采用头/尾部集中度判断规则，格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对头部、尾部有效格子数在十分之三以上的判断为集中；传动侧、操作侧集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对传动侧、操作侧有效格子数在二十分之三以上的判断为集中；中心线集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对中心线上有效格子数在二十分之三以上的判断为集中。
本发明提供的数据同步模块6同步方法如下：
1)工艺参数处理程序将一批钢卷工艺参数下发到控制设备生产机构，并匹配到产线上的实际生产钢卷；
2)此时在钢卷生产中临时加入一新钢卷，实际生产钢卷还未生产，将所述新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置，完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步；
3)所述将新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置具体包括：
4)在工艺参数处理程序中创建一虚拟钢卷，将所述新钢卷的工艺参数赋值给所述虚拟钢卷；
5)所述完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步具体包括：
6)在计划下发程序中将所述加入新钢卷位置的工艺参数删除，工艺参数管理程序向计划下发模块请求删除的钢卷的工艺参数，则计划下发程序将所述新钢卷及其后面的实际生产钢卷的工艺参数重新下发给工艺参数处理程序；
7)工艺参数管理程序通过单卷同步方法进行钢卷同步，将计划下发的工艺参数按实际钢卷一一匹配。
本发明提供的单卷同步方法具体包括：
工艺参数处理程序将接收到的钢卷工艺参数依次传递给控制设备生产机构，达到工艺参数依次向后匹配一卷，第一个工艺参数赋值为所述新钢卷的工艺参数，第二个工艺参数赋值为所述新钢卷加入位置的原钢卷工艺参数，第三个工艺参数为所述原钢卷工艺参数的下一个钢卷工艺参数，以此类推，实现钢卷工艺参数与实际生产钢卷一一对应。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统包括：
钢卷数据采集模块、中央控制模块、定位模块、钢卷缺陷判断模块、数据校正模块、数据同步模块、云存储模块、显示模块；
钢卷数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
中央控制模块，与钢卷数据采集模块、定位模块、钢卷缺陷判断模块、数据校正模块、数据同步模块、云存储模块、显示模块连接，用于通过PLC控制器控制各个模块正常工作；
定位模块，与中央控制模块连接，用于通过北斗导航定位系统对包装机进行定位；
钢卷缺陷判断模块，与中央控制模块连接，用于通过判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
数据校正模块，与中央控制模块连接，用于通过校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
数据同步模块，与中央控制模块连接，用于通过同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
云存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的钢卷数据信息。
2.一种如权利要求1所述的基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统及方法，其特征在于，所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪方法包括以下步骤：
步骤一，通过钢卷数据采集模块利用数据采集芯片采集钢卷的钢卷号，牌号，重量，卷径，宽度数据；
步骤二，中央控制模块通过定位模块利用北斗导航定位系统对包装机进行定位；
步骤三，通过钢卷缺陷判断模块利用判断程序对钢卷表面缺陷进行判断；
步骤四，通过数据校正模块利用校正程序对采集钢卷的数据进行校正；
步骤五，通过数据同步模块利用同步程序将钢卷信息与实际钢卷进行数据同步；
步骤六，通过云存储模块利用云服务器对采集的钢卷数据进行云存储；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的钢卷数据信息。
3.如权利要求1所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述钢卷缺陷判断模块判断方法如下：
(1)确定数据范围；确定待分析的机组，确定缺陷发生的时间范围，确定原始缺陷类型，确定缺陷发生面别；
(2)噪音数据过滤；过滤超过钢卷宽度范围的缺陷，过滤超过钢卷长度范围的缺陷，过滤卷号为空的卷；
(3)钢卷缺陷位置标准化：将缺陷在钢卷上的坐标，均转换为0至1之间，钢卷的长度和宽度均标准化为1；
(4)钢卷网格化：将钢卷划分为头部、尾部、传动侧、操作侧、中心线，及钢卷内部六个大的区域；
(5)通过数据探索确定各区域的划分范围；
(6)头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线集中度判断方法；
(7)网格区域缺陷分布判断；
(8)聚类分析。
4.如权利要求3所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述步骤(5)中划分的范围包括头部区域：0<＝Y<＝0.05，尾部区域：0.95<＝Y<＝1，传动侧区域：0<＝X<＝0.1，操作侧区域：0.9<＝X<＝1，中心线区域：0.45<＝X<＝0.55，内部区域：0.1<X<0.9and0.05<Y<0.95。
5.如权利要求3所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述步骤(6)中的判断方法包括区域划分和集中度判断，其中：
区域划分，头部、尾部：以0.1为步长，将头部、尾部区域平均分成10份；传动侧、操作侧、中心线：以0.05为步长，将传动侧、操作侧、中心线区域平均分成200份；
集中度判断，在分析中，对于区域划分得到的小格子，以其中格子内的缺陷个数、钢卷缺陷总数，作为每个格子的数值描述；数据抽样获得参考值，随机抽取50％的钢卷，分别计算头部、尾部、传动侧、操作侧及中心线区域，每个格子的数值；分别求出各个区域中，每个格子的均值和方差；通过数据探索确定集中度判断规则；通过数据探索确定集中度判断规则采用头/尾部集中度判断规则，格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对头部、尾部有效格子数在十分之三以上的判断为集中；传动侧、操作侧集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对传动侧、操作侧有效格子数在二十分之三以上的判断为集中；中心线集中度判断规则：格子里的数值为非空，且根据均值和方差，落在每块格子的缺陷概率在20％以上的格子才有效，对中心线上有效格子数在二十分之三以上的判断为集中。
6.如权利要求1所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述数据同步模块同步方法如下：
1)工艺参数处理程序将一批钢卷工艺参数下发到控制设备生产机构，并匹配到产线上的实际生产钢卷；
2)此时在钢卷生产中临时加入一新钢卷，实际生产钢卷还未生产，将所述新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置，完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步；
3)所述将新钢卷的工艺参数赋值给加入新钢卷的位置具体包括：
4)在工艺参数处理程序中创建一虚拟钢卷，将所述新钢卷的工艺参数赋值给所述虚拟钢卷；
5)所述完成该位置及其以后位置的钢卷数据的同步具体包括：
6)在计划下发程序中将所述加入新钢卷位置的工艺参数删除，工艺参数管理程序向计划下发模块请求删除的钢卷的工艺参数，则计划下发程序将所述新钢卷及其后面的实际生产钢卷的工艺参数重新下发给工艺参数处理程序；
7)工艺参数管理程序通过单卷同步方法进行钢卷同步，将计划下发的工艺参数按实际钢卷一一匹配。
7.如权利要求6所述基于北斗导航的包装机组钢卷数据跟踪系统，其特征在于，所述单卷同步方法具体包括：
工艺参数处理程序将接收到的钢卷工艺参数依次传递给控制设备生产机构，达到工艺参数依次向后匹配一卷，第一个工艺参数赋值为所述新钢卷的工艺参数，第二个工艺参数赋值为所述新钢卷加入位置的原钢卷工艺参数，第三个工艺参数为所述原钢卷工艺参数的下一个钢卷工艺参数，以此类推，实现钢卷工艺参数与实际生产钢卷一一对应。
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